JPH0534131A - 画像処理方法及び画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、被検査物のＸ線透視画像により非
破壊検査を行う画像処理装置に関し、Ｘ線透過画像より
奥行き情報を得ることを目的とする。 【構成】 被検査物４からの透過Ｘ線から複数の画像を
１０個のラインセンサ６ ₁ 〜６₁₀より得る。この複数の
画像を位相配列メモリ１２に再配列してずれ量を得て、
このずれ量よりＣＰＵ１０において被検査物４の複数の
画像から、Ｘ線源２より被検査物４の検査対象（Ａ，
Ｂ）までの距離、すなわちＡ，Ｂ間の距離の奥行きを算
出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検査物のＸ線透視画
像により非破壊検査を行う画像処理方法に関する。

【０００２】近年、Ｘ線を用いたラジオグラフィによる
非破壊検査は二次元のＸ線画像により行われており、こ
の二次元のＸ線透視画像は被検査物の奥行き方向の画像
が重なる状態で表示される。従って、非破壊検査では、
被検査物の奥行き情報（立体画像）による観測が強く要
求されている。

【０００３】

【従来の技術】従来、Ｘ線を用いたラジオグラティによ
る非破壊検査は、通常、単一の二次元Ｘ線画像を調べ
る。単一の物質で構成される被検査物の場合、検査対象
部分にＸ線をあてると、その物体の量に応じて放射線の
透過量が異なることから、Ｘ線の透視画像を解析するこ
とにより、被検査物における欠陥箇所を発見することが
できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、被検査物が複
数の異なる物質で構成する場合には、Ｘ線透視画像は複
数の物体が重なった像となって観測される。すなわち、
被検査物が複数の異なる物質で構成されている場合に
は、Ｘ線透視画像も複数の投影画像が重なって観測され
るという問題がある。

【０００５】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、Ｘ線透視画像より奥行き情報を得る画像処理方
法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題は、Ｘ線源より
被検査物にＸ線を照射することにより、検出手段で得ら
れるＸ線透視画像から物体検査を行うための画像処理方
法において、前記検出手段で複数の前記Ｘ線透視画像を
検出させ、前記被検査物に照射するＸ線の照射角度を、
該複数のＸ線透視画像間で画像対応可能な微小角度で変
化させ、該被検査物の奥行きを得るために、該複数のＸ
線透視画像間を比較させることにより解決される。

【０００７】

【作用】上述のように、被検査物からの透過Ｘ線から微
小量ずれた複数の画像を得る。この微小量のずれは、複
数の画像の対応点がとれるずれ量であり、このずれ量よ
り被検査物の複数の画像から得られるずれ量より、Ｘ線
源から被検査物の検査対象までの距離を算出することが
可能となる。すなわち、このずれ量より三角測量法の原
理より被検査物の奥行き情報が得られる。

【０００８】これにより、Ｘ線による非破壊検査を行う
場合に、被検査物の奥行き情報が得ることが可能とな
り、より高精度な検査を行うことが可能となる。

【０００９】

【実施例】図１に、本発明の一実施例の構成図を示す。
図１の画像処理装置１において、Ｘ線源２とスクリーン
３間をステージ（図示せず）等により被検査物４が水平
移動される。この被検査物４の両面に、例えば円板状の
物質Ａ，Ｂが実装されているものとする。

【００１０】スクリーン３の下方には、例えばレンズ５
₁ 〜５₁₀を介在させて検出手段である１０個のラインセ
ンサ（例えば、ＣＣＤ）６₁ 〜６₁₀が微小間で並設され
る。各ラインセンサ６₁〜６₁₀より出力される画像デー
タは、それぞれ対応するＡ／Ｄ変換ユニット７₁ 〜７₁₀
によりディジタルに変換され、画像入力ユニット８₁ 〜
８₁₀により書き込み制御されてメモリ９₁ 〜９₁₀にそれ
ぞれ同時に記憶される。これらの書き込みは、ＣＰＵ１
０によりバス１１を介して制御されると共に、メモリ９
₁ 〜９₁₀に記憶されたそれぞれの画像データは位相配列
メモリ１２に再配列される。これら、Ａ／Ｄ変換ユニッ
ト７₁ 〜７₁₀、画像入力ユニット８₁ 〜８₁₀、メモリ９
₁ 〜９₁₀、ＣＰＵ１０及び位相配列メモリ１２により処
理手段２０を構成する。

【００１１】ここで、図２に、図１における画像データ
の記憶の再配列を説明するための図を示す。図２におい
て、それぞれのラインセンサ６₁ 〜６₁₀から入力され
る。画データは、被検査物４上部の物体Ａの画像と、下
部の物体Ｂの画像とが重畳された画像となる。すなわ
ち、それぞれのラインセンサ６₁ 〜６₁₀によって物体
Ａ，Ｂの相対的位置がずれた画像となってメモリ９₁ 〜
９₁₀に記憶される。これは、被検査物４にＸ線源２のＸ
線照角度を変化させた場合も同様である。

【００１２】そして、メモリ９₁ 〜９₁₀に記憶された１
０画面の画像中、同じ縦ライン方向でのデータを位相配
列メモリ１２上にラインセンサ６₁ 〜６₁₀の並びの順に
再配列する。図２に示すように、物体Ａの移動量Ｒ_A と
物体Ｂの移動量Ｒ_B からラインセンサ６₁ 〜６₁₀での画
像の配置変位を知ることができる。この場合は、移動距
離が長いほど、被検査物４がＸ線源２より遠いことにな
る。すなわち、物体Ａの移動量Ｒ_A と物体Ｂの移動量Ｒ
_B より、物体Ａ，Ｂの画像のずれ量Ｌ₁ 〜Ｌ₉ を得るこ
とができる。

【００１３】次に、図３及び図４に、本発明の画像処理
を説明するための図を示す。ここで、図３（Ａ），
（Ｂ）に示すように、Ｘ線源２を微小に変化させると、
スクリーン３上に投影される画像位置にずれを生じる。
ところで、Ｘ線源２とスクーン３間の被検査物４の位置
により図３（Ａ）と図３（Ｂ）、該Ｘ線源２を同じ量だ
け変化させてもスクリーン３上でのずれ量は異なってく
る。このずれ量の差は、Ｘ線源２から被検査物４までの
距離に反比例する。従って、このずれ量を測定すれば被
検査物４の奥行きの情報を、両眼立体視のステレオ画像
から三角測量法により求めることができる。

【００１４】ところが、この場合ステレオ画像における
左右の画像上で対応する点を求める必要があるが、Ｘ線
による透視画像では内部画像が総て積算された状態で存
在することからコントラストが悪く、又は特徴点の配置
が変化して対応する点を求めることが困難となる。

【００１５】すなわち、本発明はＸ線源２又は検出器の
位置を微小変化させることで対応点を得るもので、検出
器を１０個のラインセンサ６₁ 〜６₁₀を微小間隔で並設
させることによりＸ線源２と相対的に位置の微小変化さ
せるものである。

【００１６】そこで、図４に、例えば、２つのラインセ
ンサ６₁ ，６₂ を取り出してこれらの画像処理方法を説
明する。

【００１７】図４において、Ｘ線源２から照射されたＸ
線は被検査物４を透過し、スクリーン３にその像を映
す。被検査物４は両面の物体Ａ，Ｂの間隔がＤであり、
ステージ（図示せず）によって一定スピードＳ₁ で移動
される。スクリーン３上に投影させた画像は隣接する二
箇所のラインセンサ６₁ ，６₂ でそれぞれ画像入力を行
い、それぞれのラインセンサ６₁ ，６₂ にで入力された
画像の位置のずれ量（測定画像位置差）をＣＰＵ１０に
おいて比較することによって奥行き情報を得る。すなわ
ち、図４においてラインセンサ６₂ に入力する画像は光
の経路Ｃ₁ −Ｃ ₂ を通った画像であり、同様にラインセ
ンサ６₁は光の経路Ｃ₃ −Ｃ₄ を通った画像である。図
からラインセンサ６₂ とラインセンサ６₁ の経路間の距
離ｘ₁ ，ｘ₂ （Ｃ₁ −Ｃ₃ ，Ｃ₂ −Ｃ₄ 間）はＸ線源２
からの距離が離れれば離れるほど開き、これが入力画像
の位置のずれとなる。この場合、ラインセンサで入力す
る画像は、被検査物４に対して常に特定の照射角度
θ₁ ，θ₂ で照射された光による投影像を入力すること
ができる。

【００１８】ここで、Ｙを線源からスクリーンまでの距
離、ｙ（ｙ₁ ，ｙ₂ ）を線源からサンプルまでの距離、
ｘ（ｘ₁ ，ｘ₂ ）をラインセンサ６₁ ，６₂ が入力する
光の経路間隔、Ｘをラインセンサ間の距離、Ｓ₁ をステ
ージ移動速度、Ｓ₂ をラインセンサの画像入力速度、θ
₁ を線源の中心線からのラインセンサ６₁ の角度、θ ₂
を線源の中心線からのラインセンサ６₂ の角度、Ｌを入
力した画像中での位置差（画素）、ｔを画像入力時間、
とする。

【００１９】従って、距離＝ステージ移動速度×画像入
力時間であるから、 Ｘ（ｘ₁ ，ｘ₂ ）＝Ｓ₁ ・ｔ …（１） が得られ、同様に、測定画像位置差Ｌ（Ｌ₁ 〜Ｌ₉ 図２参照）＝画像入力速度× 画像入力時間であるから Ｌ＝Ｓ₂ ・ｔ …（２） が得られる。

【００２０】 （１）式、（２）式によりｔを消去すると ｘ＝Ｌ（Ｓ₁ ／Ｓ₂ ） …（３） となる。いま、幾何学的関係から ｙ／Ｙ＝ｘ／Ｘ …（４） が成立し、（３）式、（４）式に代入してｙを求めると、 ｙ（ｙ₁ ，ｙ₂ ）＝Ｙ｛Ｌ（Ｓ₁ ／Ｓ₂ ）／Ｘ｝ …（５） となる。照射角度θ₁ ，θ₂ を用いて置き換えると、 Ｙ／Ｘ＝（１／ｔａｎθ₁ ）−（１／ｔａｎθ₂ ） …（６） となることから、 ｙ（ｙ₁ ，ｙ₂ ）＝Ｌ（Ｓ₁ ／Ｓ₂ ） ｛（１／ｔａｎθ₁ ）−（１−ｔａｎθ₂ ）｝ …（７） となる。

【００２１】よって、Ｘ線源２から被検査物４の距離
（ｙ₂ −ｙ₁ ）は画像投影位置のずれ量Ｌ₁ 〜Ｌ₉ に比
例する。従って、図１におけるＣＰＵ１０において、位
相配列メモリ１２よりこのずれ量Ｌ₁ 〜Ｌ₉ を画像入力
時間差（移動量Ｒ_A ，Ｒ_b の差）から得ることにより、
被検査物４のＸ線源２からの距離情報（ｙ₂ −ｙ₁ ）の
画像を（７）式又は（５）式より得ることができる。す
なわち、両眼立体視における、三角測量の原理から被検
査物４の奥行き情報（物体Ａ，Ｂの位置Ｄ）を得ること
ができる。

【００２２】このように、両眼立体視における対応点の
探索が自動的に容易に行うことができ、Ｘ線透視画像の
奥行き情報を付加することができる。

【００２３】なお、上記実施例では、検出手段にライン
センサを使用した場合を示したが、二次元センサのライ
ン検出できるセンサを用いても同様の効果を有する。ま
た、Ｘ線の照射角度を変化させる方法として複数のライ
ンセンサを用いたが、左右の二次元センサ配設してＸ線
源２を水平方向に微小変化させてもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、Ｘ線の照
射角度を微小に変化させて得られた被検査物の複数の画
像からずれ量を算出して、該ずれ量から被検査物の位置
を得ることにより、Ｘ線透視画像の奥行き情報を得るこ
とができ、Ｘ線を用いた非破壊検査の精度、効率を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図である。

【図２】図１における画像データの記憶の再配列を説明
するための図である。

【図３】本発明の画像処理を説明するための図である。

【図４】本発明の画像処理を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 画像処理装置 ２ Ｘ線源 ３ スクリーン ４ 被検査物 ５₁ 〜５₁₀ レンズ ６₁ 〜６₁₀ ラインセンサ ７₁ 〜７₁₀ Ａ／Ｄ変換ユニット ８₁ 〜８₁₀ 画像入力ユニット ９₁ 〜９₁₀ メモリ １０ ＣＰＵ １１ バス １２ 位相配列メモリ ２０ 処理手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線源（２）より被検査物（４）にＸ線
   を照射することにより、検出手段（６₁ 〜６₁₀）で得ら
   れるＸ線透視画像から物体検査を行うための画像処理方
   法において、 前記検出手段（６₁ 〜６₁₀）で複数の前記Ｘ線透視画像
   を検出させ、 前記被検査物（４）に照射するＸ線の照射角度を、該複
   数のＸ線透視画像間で画像対応可能な微小角度で変化さ
   せ、 該被検査物（４）の奥行き情報を得るために、該複数の
   Ｘ線透視画像間を比較させ、 ることを特徴とする画像処理方法。
2. 【請求項２】 被検査物（４）にＸ線を照射するＸ線源
   （２）と、 該被検査物（４）からの透過Ｘ線から微小量ずれた複数
   の画像を得る検出手段（６₁ 〜６₁₀）と、 該検出手段（６₁ 〜６₁₀）の複数の画像より該複数のず
   れ量を検出し、該ずれ量より該被検査物（４）の奥行情
   報を得る処理手段（２０）と、 を有することを特徴とする画像処理装置。
3. 【請求項３】 前記検出手段は、ラインセンサ（６₁ 〜
   ６₁₀）を微小間隔で並列させると共に、 前記処理手段（２０）は、該ラインセンサ（（６₁ 〜６
   ₁₀）への画像入力時間差により前記ずれ量を検出するこ
   とを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。